多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法及系統(tǒng)，本發(fā)明涉及無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制，特別涉及多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度方法及系統(tǒng)，本發(fā)明提供了一種多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，其特征在于，包括如下步驟：信息獲取步驟，無線接入點(diǎn)獲取無線局域網(wǎng)用戶信道信息；調(diào)度運(yùn)算步驟，根據(jù)該無線局域網(wǎng)用戶信道信息，無線接入點(diǎn)先進(jìn)行參數(shù)初始化，然后調(diào)用調(diào)度算法計(jì)算出調(diào)度結(jié)果，該調(diào)度結(jié)果包含所有無線局域網(wǎng)用戶在各個(gè)時(shí)間片的并發(fā)傳輸分配方案；并發(fā)傳輸步驟，根據(jù)該調(diào)度結(jié)果，該無線接入點(diǎn)通知該無線局域網(wǎng)用戶按照該調(diào)度結(jié)果進(jìn)行并發(fā)傳輸。
【專利說明】多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制，特別涉及多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)中的流量需求呈現(xiàn)指數(shù)增長。然而，傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)僅支持單發(fā)傳輸，所支持的數(shù)據(jù)率較低，無法滿足高速增長的流量需求。為了解決這個(gè)問題，支持多輸入多輸出(MMO)技術(shù)的無線局域網(wǎng)受到了廣泛的關(guān)注。支持MMO技術(shù)的無線局域網(wǎng)(WLAN)與傳統(tǒng)局域網(wǎng)相比，其支持的數(shù)據(jù)率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者。隨著MMO技術(shù)日趨成熟，其應(yīng)用也越來越廣泛，在可以預(yù)見的將來，支持MMO的無線局域網(wǎng)將取代傳統(tǒng)單發(fā)無線局域網(wǎng)，成為構(gòu)建無線局域網(wǎng)的主流。
[0003]在支持MMO的無線局域網(wǎng)中，無線接入點(diǎn)(AP)擁有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的天線。通過使用空分多址接入技術(shù)，多個(gè)單天線用戶可以并發(fā)地向該AP發(fā)送數(shù)據(jù)包，AP端的多個(gè)天線收到這些無線局域網(wǎng)的用戶發(fā)送信號(hào)相互疊加而產(chǎn)生的混合信號(hào)。每個(gè)天線上的混合信號(hào)代表一個(gè)多兀一次線性方程，這些多兀一次方程構(gòu)成一個(gè)多兀一次方程組。從直觀上講，要通過該方程組解碼出多個(gè)用戶發(fā)送的信號(hào)，方程的個(gè)數(shù)必須大于或等于用戶發(fā)送信號(hào)的數(shù)量。因此，只要AP上部署的天線的數(shù)量大于并發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)量，AP即可以運(yùn)用干擾消除技術(shù)連續(xù)地解碼出多個(gè)用戶發(fā)送的信號(hào)，從而成倍的提升網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。但是，用戶之間的傳輸信道之間存在著或強(qiáng)或弱的信道的相關(guān)性，這種相關(guān)性會(huì)使得并發(fā)傳輸中的用戶傳輸信道出現(xiàn)信噪比(SNR)衰減。相關(guān)性越強(qiáng)，信噪比的衰減越大，甚至導(dǎo)致解碼失敗。總之，由于信道相關(guān)性帶來的SNR衰減會(huì)影響用戶數(shù)據(jù)率，從而影響整個(gè)無線局域網(wǎng)的性能，所以在進(jìn)行用戶并發(fā)傳輸調(diào)度時(shí)，需要使用合理的機(jī)制進(jìn)行并發(fā)傳輸?shù)恼{(diào)度。
[0004]并發(fā)傳輸調(diào)度面臨兩個(gè)問題，一是有效的提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，二是在提高吞吐量的同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)的公平性。這是因?yàn)?，由于各個(gè)用戶信道質(zhì)量的差異性，調(diào)度機(jī)制在保證高質(zhì)量用戶高吞吐量的同時(shí)，會(huì)損害低質(zhì)量用戶的吞吐量，即損害整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的公平性。而保證網(wǎng)絡(luò)公平性意味著低質(zhì)量用戶將占據(jù)無線信道，降低整個(gè)無線局域網(wǎng)的吞吐量。所以一個(gè)有效的調(diào)度機(jī)制應(yīng)該在這兩者之間找到一個(gè)平衡。
[0005]現(xiàn)有的傳輸調(diào)度機(jī)制，沿用傳統(tǒng)無線局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)接入。通過隨機(jī)的方式，選擇多個(gè)無線局域網(wǎng)用戶，以此來完成并發(fā)傳輸。然而，隨機(jī)選擇方式并不能有效的利用無線局域網(wǎng)的傳輸資源。這是因?yàn)?，由于無線局域網(wǎng)中多個(gè)用戶的信道呈現(xiàn)多樣性，隨機(jī)選擇可能會(huì)使得并發(fā)傳輸中相關(guān)性高的用戶承受很高的SNR衰減，從而極大的降低無線局域網(wǎng)的吞吐量。并且由于這種衰減的存在，會(huì)造成無線局域網(wǎng)吞吐量分布的不平衡，導(dǎo)致無線局域網(wǎng)的不公平性。所以，隨機(jī)選擇的用戶調(diào)度方式，在多用戶MIMO WLAN環(huán)境下是不可取的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法及系統(tǒng)，能夠讓無線局域網(wǎng)中的用戶高效的參與該無線局域網(wǎng)的并發(fā)傳輸。通過這種方式，本發(fā)明能夠大大的提高該無線局域網(wǎng)的吞吐量，同時(shí)增強(qiáng)該無線局域網(wǎng)的公平性。
[0007]本發(fā)明公開了一種多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，包括如下步驟:
[0008]信息獲取步驟1，無線接入點(diǎn)獲取無線局域網(wǎng)用戶的信道信息；
[0009]調(diào)度運(yùn)算步驟2，根據(jù)該信道信息，無線接入點(diǎn)先進(jìn)行參數(shù)初始化，然后調(diào)用調(diào)度算法計(jì)算出調(diào)度結(jié)果，該調(diào)度結(jié)果包含所有無線局域網(wǎng)用戶在各個(gè)時(shí)間片的并發(fā)傳輸用戶的分配方案；
[0010]并發(fā)傳輸步驟3，根據(jù)該調(diào)度結(jié)果，該無線接入點(diǎn)通知該無線局域網(wǎng)用戶按照該調(diào)度結(jié)果進(jìn)行并發(fā)傳輸。
[0011]所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，該信息獲取步驟1，還包括以下步驟:
[0012]請求信息步驟11，該無線接入點(diǎn)進(jìn)行調(diào)用該調(diào)度算法前，由該無線接入點(diǎn)向所有無線局域網(wǎng)用戶廣播無線信道信息意向包，請求該所有無線局域網(wǎng)用戶反饋其當(dāng)前的信道信息；
[0013]信息反饋步驟12，該無線局域網(wǎng)用戶收到該無線信道信息意向包后，反饋該信道信息，按照該無線信道信息意向包中指定的順序向該無線接入點(diǎn)發(fā)送訓(xùn)練包；
[0014]信息估量步驟13，該無線接入點(diǎn)收到該無線局域網(wǎng)用戶發(fā)回的該訓(xùn)練包，利用信道估計(jì)方法，獲取當(dāng)前所有無線局域網(wǎng)用戶的信道信息。
[0015]所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，該參數(shù)初始化步驟21，還包括:
[0016]步驟211，利用該信道信息計(jì)算每個(gè)無線局域網(wǎng)用戶與該無線接入點(diǎn)之間的單發(fā)信噪比；
[0017]步驟212，根據(jù)該單發(fā)信噪比，該無線接入點(diǎn)將該單發(fā)信噪比映射到相應(yīng)單發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率，同時(shí)根據(jù)該信道衰減值，該無線接入點(diǎn)計(jì)算出每組無線局域網(wǎng)用戶之間的并發(fā)傳輸信道相關(guān)系數(shù)；
[0018]步驟213，利用該并發(fā)傳輸信道相關(guān)系數(shù)及該單發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率，計(jì)算并發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率。
[0019]所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，該調(diào)度運(yùn)算步驟2，還包括調(diào)度算法步驟22 ；
[0020]步驟221，將調(diào)度周期分割成T個(gè)時(shí)間片，從第一個(gè)時(shí)間段開始，按照順序?qū)r(shí)間片分給某無線局域網(wǎng)用戶組合；
[0021]步驟222，計(jì)算分配到該時(shí)間片的該無線局域網(wǎng)用戶組合的用戶數(shù)據(jù)率，并根據(jù)該用戶數(shù)據(jù)率，計(jì)算該無線局域網(wǎng)用戶組合的效用值；
[0022]步驟223，將計(jì)算出的該些無線局域網(wǎng)用戶組合的效用值排序；
[0023]步驟224，選擇最大效用值U所對應(yīng)的該無線局域網(wǎng)用戶組合作為并發(fā)傳輸用戶，并向該無線局域網(wǎng)用戶組合分配時(shí)間片；
[0024]步驟225，判斷本調(diào)度周期T個(gè)時(shí)間片分配是否剩余，若是，繼續(xù)重復(fù)對該剩余時(shí)間片的調(diào)度算法，若否，結(jié)束本調(diào)度周期，進(jìn)入下一個(gè)調(diào)度周期。
[0025]所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，該并發(fā)傳輸步驟3，還包括如下步驟:
[0026]傳輸請求步驟31，用于該無線接入點(diǎn)調(diào)用該調(diào)度算法計(jì)算該時(shí)間片的調(diào)度結(jié)果后，向所有無線局域網(wǎng)用戶廣播并發(fā)傳輸請求意向包；
[0027]并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包步驟32，該些無線局域網(wǎng)用戶收到該并發(fā)傳輸請求意向包后，符合該傳輸請求意向包的無線局域網(wǎng)用戶進(jìn)行并發(fā)傳輸，并向該無線接入點(diǎn)發(fā)送并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包；
[0028]傳輸解碼步驟33，該無線接入點(diǎn)收到該并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包后，使用解碼技術(shù)解碼該并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包。
[0029]本發(fā)明還涉及一種多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制系統(tǒng)，包括如下模塊:
[0030]信息獲取模塊，用于為無線接入點(diǎn)獲取無線局域網(wǎng)用戶的信道信息；
[0031]調(diào)度運(yùn)算模塊，用于根據(jù)該信道信息，無線接入點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)初始化，然后調(diào)用調(diào)度算法計(jì)算出調(diào)度結(jié)果，該調(diào)度結(jié)果包含所有無線局域網(wǎng)用戶在各個(gè)時(shí)間片的并發(fā)傳輸分配方案；
[0032]并發(fā)傳輸模塊，用于根據(jù)該調(diào)度結(jié)果，該無線接入點(diǎn)通知該無線局域網(wǎng)用戶按照該調(diào)度結(jié)果進(jìn)行并發(fā)傳輸。
[0033]所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制系統(tǒng)，該信息獲取模塊，還包括以下模塊:
[0034]請求信息模塊，該無線接入點(diǎn)進(jìn)行調(diào)用該調(diào)度算法前，無線接入點(diǎn)向所有無線局域網(wǎng)用戶廣播無線信道信息意向包，請求該所有無線局域網(wǎng)用戶反饋其當(dāng)前的信道信息；
[0035]信息反饋模塊，用于接收該無線信道信息意向包，反饋該信道信息，按照該無線信道信息意向包中指定的順序向該無線接入點(diǎn)發(fā)送訓(xùn)練包；
[0036]信息估量模塊，用于接收該無線局域網(wǎng)用戶發(fā)回的該訓(xùn)練包，利用信道估計(jì)方法，獲取當(dāng)前該所有無線局域網(wǎng)用戶的信道信息。
[0037]所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制系統(tǒng)，該參數(shù)初始化包括:
[0038]信噪比計(jì)算模塊，利用該信道信息計(jì)算每個(gè)無線局域網(wǎng)用戶與該無線接入點(diǎn)之間的單發(fā)信噪比；
[0039]信道相關(guān)系數(shù)計(jì)算模塊，根據(jù)該該單發(fā)信噪比，用于該無線接入點(diǎn)將該單發(fā)信噪比映射到相應(yīng)的單發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率，同時(shí)根據(jù)該信道信息，該無線接入點(diǎn)計(jì)算出每組無線局域網(wǎng)用戶之間的并發(fā)傳輸信道相關(guān)系數(shù)；
[0040]并發(fā)數(shù)據(jù)率計(jì)算模塊，根據(jù)該并發(fā)傳輸信道相關(guān)系數(shù)及該單發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率，用于計(jì)算并發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率。
[0041]所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制系統(tǒng)，該調(diào)度運(yùn)算模塊，還包括:
[0042]分配時(shí)間片模塊，用于將一個(gè)調(diào)度周期分割成T個(gè)時(shí)間片，從第一個(gè)時(shí)間片開始，按照順序?qū)⒃摃r(shí)間片分給某無線局域網(wǎng)用戶組合；
[0043]用戶組合效用值計(jì)算模塊，用于計(jì)算分配到該時(shí)間片的該無線局域網(wǎng)用戶組合的用戶數(shù)據(jù)率，并根據(jù)該用戶數(shù)據(jù)率，計(jì)算該無線局域網(wǎng)用戶組合能夠達(dá)到的效用值；
[0044]總效用值排序模塊，將計(jì)算出的該些無線局域網(wǎng)用戶組合的效用值排序；
[0045]選擇用戶模塊，選擇最大效用值所對應(yīng)的該無線局域網(wǎng)用戶組合作為并發(fā)傳輸用戶，并向該無線局域網(wǎng)用戶組合分配該時(shí)間片；
[0046]循環(huán)調(diào)度模塊，判斷本調(diào)度周期T個(gè)時(shí)間片分配是否剩余，若是，繼續(xù)重復(fù)對該剩余時(shí)間片的調(diào)度過程，若否，結(jié)束本調(diào)度周期，進(jìn)入下一個(gè)調(diào)度周期。
[0047]所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制系統(tǒng)，該并發(fā)傳輸模塊，還包括:
[0048]傳輸請求模塊，用于該無線接入點(diǎn)調(diào)用該調(diào)度算法計(jì)算該時(shí)間片的調(diào)度結(jié)果后，向所有無線局域網(wǎng)用戶廣播并發(fā)傳輸請求意向包；
[0049]并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包模塊，該些無線局域網(wǎng)用戶收到該并發(fā)傳輸請求意向包后，符合該傳輸請求意向包的無線局域網(wǎng)用戶進(jìn)行并發(fā)傳輸，并向該無線接入點(diǎn)發(fā)送并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包；
[0050]傳輸解碼模塊，用于該無線接入點(diǎn)收到該并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包后，使用解碼技術(shù)解碼該并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包。
[0051]由以上方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:實(shí)現(xiàn)簡單，性能顯著，能夠充分利用反饋信息，合理的安排和調(diào)度傳輸，有效的利用網(wǎng)絡(luò)資源，使用低復(fù)雜度的近似算法，同時(shí)達(dá)到提高吞吐量和增強(qiáng)公平性的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]圖1為無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度系統(tǒng)圖；
[0053]圖2為無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度算法流程圖；
[0054]圖3為無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度具體應(yīng)用場景示意圖；
[0055]其中附圖標(biāo)記為:
[0056]步驟SI為信息獲取步驟，包括:步驟S11/S12/S13 ；
[0057]步驟S2為調(diào)度運(yùn)算步驟，包括:步驟S21/S22 ；
[0058]步驟S3為并發(fā)傳輸步驟，包括:步驟S31/S32/S33 ；

【具體實(shí)施方式】
[0059]下面給出【具體實(shí)施方式】，結(jié)合附圖對本發(fā)明做出詳細(xì)的描述。
[0060]本發(fā)明提出了一種多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法及系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明將無線網(wǎng)絡(luò)中的傳輸時(shí)間分割為多個(gè)調(diào)度周期，每個(gè)調(diào)度周期又被分割成一定數(shù)量的時(shí)間片。在每個(gè)時(shí)間片中，一個(gè)或者多個(gè)無線局域網(wǎng)用戶可以進(jìn)行并發(fā)傳輸。本用戶調(diào)度機(jī)制的任務(wù)在于將每個(gè)調(diào)度周期的時(shí)間片分配給相應(yīng)的無線局域網(wǎng)用戶進(jìn)行傳輸。由于在一個(gè)特定的無線局域網(wǎng)中，無線接入點(diǎn)(AP)能夠獲取全網(wǎng)的信息，因此AP更適合根據(jù)當(dāng)前的信道信息做出相應(yīng)的調(diào)度策略，所以本方案部署到AP端。由AP來完成調(diào)度，并通知無線局域網(wǎng)用戶完成傳輸。
[0061]為了完成上述過程如圖1所示，本發(fā)明提供一種多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，其特征在于，所述方法包括:
[0062]信息獲取步驟1，AP獲取無線局域網(wǎng)用戶的信道信息，該用戶信道信息包括該無線局域網(wǎng)用戶到AP之間無線信道衰減值h ；
[0063]調(diào)度運(yùn)算步驟2，根據(jù)該信道信息，該AP先進(jìn)行參數(shù)初始化，然后調(diào)用調(diào)度算法計(jì)算出調(diào)度結(jié)果，該調(diào)度結(jié)果包含所有無線局域網(wǎng)用戶在各個(gè)時(shí)間片的并發(fā)傳輸分配方案；
[0064]并發(fā)傳輸步驟3，根據(jù)該調(diào)度結(jié)果，該AP通知該無線局域網(wǎng)用戶按照該調(diào)度結(jié)果進(jìn)行并發(fā)傳輸
[0065]所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，所述信息獲取步驟1，還包括以下步驟:
[0066]請求信息步驟11，該AP進(jìn)行調(diào)用該調(diào)度算法前，，由AP向所有無線局域網(wǎng)用戶廣播Beacon意向包，請求各個(gè)無線局域網(wǎng)用戶反饋其當(dāng)前的信道信息；
[0067]信息反饋步驟12，無線局域網(wǎng)用戶收到該Beacon意向包后，按照該Beacon意向包指定的順序向AP發(fā)送訓(xùn)練包；反饋的訓(xùn)練包在之后的信息估量步驟中用于信道估計(jì)；
[0068]信息估量步驟13，該AP收到無線局域網(wǎng)用戶發(fā)回的該訓(xùn)練包，通過估量該訓(xùn)練包中的導(dǎo)頻信息，該AP獲取當(dāng)前所有無線局域網(wǎng)用戶的無線信道衰減值h。
[0069]所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，該調(diào)度運(yùn)算步驟2，其中該調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)還包括以下具體步驟:
[0070]參數(shù)初始化步驟21，用戶調(diào)用該調(diào)度算法之前，需進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的初始化。
[0071]所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，其中參數(shù)初始化步驟21，還包括:
[0072]步驟211，根據(jù)信息獲取步驟I獲得無線信道衰減值h，該AP計(jì)算每個(gè)無線局域網(wǎng)用戶與AP之間的單發(fā)SNR，該SNR的計(jì)算方法:


\h]2
[0073]^7? = 1logm(^L)P,
[0074]其中N為噪聲，比為無線局域網(wǎng)用戶i的無線信道衰減系數(shù)H向量。
[0075]步驟212，根據(jù)該SNR，AP將該SNR映射到相應(yīng)的單發(fā)數(shù)據(jù)率ri()，其中單發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率表示當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中只有該無線局域網(wǎng)用戶i傳輸時(shí)，其能達(dá)到的最高數(shù)據(jù)率，同時(shí)根據(jù)無線信道衰減值匕，該AP計(jì)算出每組無線局域網(wǎng)用戶之間的并發(fā)傳輸信道相關(guān)系數(shù)Pij,并發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率ria計(jì)算公式:
[0076]ria = ri0+map (1log10 (pi」))
[0077]其中相關(guān)系數(shù)pu的大小代表了無線局域網(wǎng)用戶i和j信道之間相關(guān)性的大小，其取值在O到I之間，SNR的衰減值小于或等于0，map函數(shù)為映射函數(shù)，將SNR衰減值映射成數(shù)據(jù)率的降低值。
[0078]由并發(fā)傳輸?shù)挠脩舻臄?shù)據(jù)率ria計(jì)算公式可得出，Pij較小時(shí)，SNR衰減后的并發(fā)數(shù)據(jù)率ria遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于單發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率ri()，在這種情況下，如果無線局域網(wǎng)用戶i和無線局域網(wǎng)用戶j進(jìn)行并發(fā)傳輸，將會(huì)導(dǎo)致并發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率ria的極大降低。因此，在調(diào)度無線局域網(wǎng)用戶i和j時(shí)，應(yīng)避免它們并發(fā)傳輸。通過上述計(jì)算，該調(diào)度算法能夠初始化所有無線局域網(wǎng)用戶的單發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率rl0和并發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率rla。
[0079]所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，該調(diào)度運(yùn)算步驟2，其中該調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)還包括以下具體步驟:
[0080]完成參數(shù)初始化步驟21后，執(zhí)行調(diào)度運(yùn)算步驟22，包含以下步驟:
[0081]步驟221，將調(diào)度周期分割成T個(gè)時(shí)間片，從第一個(gè)時(shí)間段開始，按照順序?qū)r(shí)間片分給集合S中的任意無線局域網(wǎng)用戶組合。進(jìn)一步說，對于一個(gè)調(diào)度周期而言，將該周期分割成T個(gè)時(shí)間片。在每個(gè)時(shí)間片中，可以有一個(gè)無線局域網(wǎng)用戶進(jìn)行單發(fā)或者多個(gè)無線局域網(wǎng)用戶進(jìn)行并發(fā)傳輸，并發(fā)傳輸?shù)臒o線局域網(wǎng)用戶數(shù)上限為AP端的天線數(shù)量N。這些可能的無線局域網(wǎng)用戶傳輸組合構(gòu)成一個(gè)集合S，集合S中的每個(gè)元素代表一種可能的無線局域網(wǎng)用戶傳輸組合。例如一個(gè)AP有2個(gè)天線的網(wǎng)絡(luò)中有A，B, C3個(gè)無線局域網(wǎng)用戶，則S = {A，B, C，AB, AC, BC}，分別代表無線局域網(wǎng)用戶A, B, C單獨(dú)傳輸以及AB, AC, BC無線局域網(wǎng)用戶并發(fā)傳輸。
[0082]步驟222，計(jì)算分配到該時(shí)間片的單個(gè)無線局域網(wǎng)用戶，或者無線局域網(wǎng)用戶組合所得到的用戶數(shù)據(jù)率IV并根據(jù)得到的該ri計(jì)算當(dāng)前用戶能夠達(dá)到的效用值U，該效用值U計(jì)算公式:

【權(quán)利要求】
1.一種多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，其特征在于，包括如下步驟: 信息獲取步驟1，無線接入點(diǎn)獲取無線局域網(wǎng)用戶的信道信息； 調(diào)度運(yùn)算步驟2，根據(jù)該信道信息，無線接入點(diǎn)先進(jìn)行參數(shù)初始化，然后調(diào)用調(diào)度算法計(jì)算出調(diào)度結(jié)果，該調(diào)度結(jié)果包含所有無線局域網(wǎng)用戶在各個(gè)時(shí)間片的并發(fā)傳輸用戶的分配方案； 并發(fā)傳輸步驟3，根據(jù)該調(diào)度結(jié)果，該無線接入點(diǎn)通知該無線局域網(wǎng)用戶按照該調(diào)度結(jié)果進(jìn)行并發(fā)傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，其特征在于，該信息獲取步驟1，還包括以下步驟: 請求信息步驟11，該無線接入點(diǎn)進(jìn)行調(diào)用該調(diào)度算法前，由該無線接入點(diǎn)向所有無線局域網(wǎng)用戶廣播無線信道信息意向包，請求該所有無線局域網(wǎng)用戶反饋其當(dāng)前的信道信息； 信息反饋步驟12，該無線局域網(wǎng)用戶收到該無線信道信息意向包后，反饋該信道信息，按照該無線信道信息意向包中指定的順序向該無線接入點(diǎn)發(fā)送訓(xùn)練包； 信息估量步驟13，該無線接入點(diǎn)收到該無線局域網(wǎng)用戶發(fā)回的該訓(xùn)練包，利用信道估計(jì)方法，獲取當(dāng)前所有無線局域網(wǎng)用戶的信道信息。
3.如權(quán)利要求3所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，其特征在于，該參數(shù)初始化步驟21,還包括: 步驟211，利用該信道信息計(jì)算每個(gè)無線局域網(wǎng)用戶與該無線接入點(diǎn)之間的單發(fā)信噪比； 步驟212，根據(jù)該單發(fā)信噪比，該無線接入點(diǎn)將該單發(fā)信噪比映射到相應(yīng)單發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率，同時(shí)根據(jù)該信道衰減值，該無線接入點(diǎn)計(jì)算出每組無線局域網(wǎng)用戶之間的并發(fā)傳輸信道相關(guān)系數(shù)； 步驟213，利用該并發(fā)傳輸信道相關(guān)系數(shù)及該單發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率，計(jì)算并發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率。
4.如權(quán)利要求1所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，其特征在于，該調(diào)度運(yùn)算步驟2，還包括調(diào)度算法步驟22: 步驟221，將調(diào)度周期分割成T個(gè)時(shí)間片，從第一個(gè)時(shí)間片開始，按照順序?qū)r(shí)間片分給某無線局域網(wǎng)用戶組合； 步驟222，計(jì)算分配到該時(shí)間片的該無線局域網(wǎng)用戶組合的用戶數(shù)據(jù)率，并根據(jù)該用戶數(shù)據(jù)率，計(jì)算該無線局域網(wǎng)用戶組合的效用值； 步驟223，將計(jì)算出的該些無線局域網(wǎng)用戶組合的效用值排序； 步驟224，選擇最大效用值所對應(yīng)的該無線局域網(wǎng)用戶組合作為并發(fā)傳輸用戶，并向該并發(fā)傳輸用戶分配時(shí)間片； 步驟225，判斷本調(diào)度周期T個(gè)時(shí)間片分配是否剩余，若是，繼續(xù)重復(fù)對該剩余時(shí)間片的調(diào)度算法，若否，結(jié)束本調(diào)度周期，進(jìn)入下一個(gè)調(diào)度周期。
5.如權(quán)利要求1所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制方法，其特征在于，該并發(fā)傳輸步驟3，還包括如下步驟:傳輸請求步驟31，該無線接入點(diǎn)調(diào)用該調(diào)度算法計(jì)算該時(shí)間片的調(diào)度結(jié)果后，向所有無線局域網(wǎng)用戶廣播并發(fā)傳輸請求意向包； 并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包步驟32，該些無線局域網(wǎng)用戶收到該并發(fā)傳輸請求意向包后，符合該傳輸請求意向包的無線局域網(wǎng)用戶進(jìn)行并發(fā)傳輸，并向該無線接入點(diǎn)發(fā)送并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包； 傳輸解碼步驟33，該無線接入點(diǎn)收到該并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包后，使用解碼技術(shù)解碼該并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包。
6.一種多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制系統(tǒng)，其特征在于，包括如下模 塊: 信息獲取模塊，用于為無線接入點(diǎn)獲取無線局域網(wǎng)用戶的信道信息； 調(diào)度運(yùn)算模塊，用于根據(jù)該信道信息，無線接入點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)初始化，然后調(diào)用調(diào)度算法計(jì)算出調(diào)度結(jié)果，該調(diào)度結(jié)果包含所有無線局域網(wǎng)用戶在各個(gè)時(shí)間片的并發(fā)傳輸用戶的分配方案； 并發(fā)傳輸模塊，用于根據(jù)該調(diào)度結(jié)果，該無線接入點(diǎn)通知該無線局域網(wǎng)用戶按照該調(diào)度結(jié)果進(jìn)行并發(fā)傳輸。
7.如權(quán)利要求6所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制系統(tǒng)，其特征在于，該信息獲取模塊，還包括以下模塊: 請求信息模塊，該無線接入點(diǎn)進(jìn)行調(diào)用該調(diào)度算法前，無線接入點(diǎn)向所有無線局域網(wǎng)用戶廣播無線信道信息意向包，請求該所有無線局域網(wǎng)用戶反饋其當(dāng)前的信道信息； 信息反饋模塊，用于接收該無線信道信息意向包，反饋該信道信息，按照該無線信道信息意向包中指定的順序向該無線接入點(diǎn)發(fā)送訓(xùn)練包； 信息估量模塊，用于接收該無線局域網(wǎng)用戶發(fā)回的該訓(xùn)練包，利用信道估計(jì)方法，獲取當(dāng)前該所有無線局域網(wǎng)用戶的信道信息。
8.如權(quán)利要求6所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制系統(tǒng)，其特征在于，該參數(shù)初始化包括: 信噪比計(jì)算模塊，利用該信道信息計(jì)算每個(gè)無線局域網(wǎng)用戶與該無線接入點(diǎn)之間的單發(fā)信噪比； 信道相關(guān)系數(shù)計(jì)算模塊，根據(jù)該該單發(fā)信噪比，用于該無線接入點(diǎn)將該單發(fā)信噪比映射到相應(yīng)的單發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率，同時(shí)根據(jù)該信道信息，該無線接入點(diǎn)計(jì)算出每組無線局域網(wǎng)用戶之間的并發(fā)傳輸信道相關(guān)系數(shù)； 并發(fā)數(shù)據(jù)率計(jì)算模塊，根據(jù)該并發(fā)傳輸信道相關(guān)系數(shù)及該單發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率，用于計(jì)算并發(fā)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)率。
9.如權(quán)利要求7所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制系統(tǒng)，其特征在于，該調(diào)度運(yùn)算模塊，還包括: 分配時(shí)間片模塊，用于將一個(gè)調(diào)度周期分割成T個(gè)時(shí)間片，從第一個(gè)時(shí)間片開始，按照順序?qū)⒃摃r(shí)間片分給某無線局域網(wǎng)用戶組合； 用戶組合效用值計(jì)算模塊，用于計(jì)算分配到該時(shí)間片的該無線局域網(wǎng)用戶組合的用戶數(shù)據(jù)率，并根據(jù)該用戶數(shù)據(jù)率，計(jì)算該無線局域網(wǎng)用戶組合能夠達(dá)到的效用值； 總效用值排序模塊，用于將計(jì)算出的該些無線局域網(wǎng)用戶組合的效用值排序；選擇用戶模塊，選擇最大效用值所對應(yīng)的該無線局域網(wǎng)用戶組合作為并發(fā)傳輸用戶，并向該并發(fā)傳輸用戶分配該時(shí)間片； 循環(huán)調(diào)度模塊，判斷本調(diào)度周期T個(gè)時(shí)間片分配是否剩余，若是，繼續(xù)重復(fù)對該剩余時(shí)間片的調(diào)度過程，若否，結(jié)束本調(diào)度周期，進(jìn)入下一個(gè)調(diào)度周期。
10.如權(quán)利要求7所述多用戶多輸入輸出無線局域網(wǎng)用戶調(diào)度機(jī)制系統(tǒng)，其特征在于，該并發(fā)傳輸模塊，還包括: 傳輸請求模塊，用于該無線接入點(diǎn)調(diào)用該調(diào)度算法計(jì)算該時(shí)間片的調(diào)度結(jié)果后，向所有無線局域網(wǎng)用戶廣播并發(fā)傳輸請求意向包； 并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包模塊，該些無線局域網(wǎng)用戶收到該并發(fā)傳輸請求意向包后，符合該傳輸請求意向包的無線局域網(wǎng)用戶進(jìn)行并發(fā)傳輸，并向該無線接入點(diǎn)發(fā)送并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包；傳輸解碼模塊，用于該無線接入點(diǎn)收到該并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包后，使用解碼技術(shù)解碼該并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)包。
【文檔編號(hào)】H04W72/12GK104080188SQ201410303039
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】周易子睿, 周安福, 劉敏 申請人:中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所